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EDI与混床有什么样区分

文章出处:EDI水处理作者:EDI水处理发表时间:2010-12-09 09:11:56

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       EDI作为一种经济实用型的环保超纯水处理解决方案,相对与混床具有如下优点: 无需再生化学品的再生,运行成本低;没有中和药剂的需要;水利用率高;地面和高空作业能够极大地减少;全自动操作;减小了EHS风险;连续工作,出水水质稳定等优势。EDI技术是超纯水降低生产成本,提高生产效率,减少废水排放,将生产地的危险降至最低的有效手段

       在生产超纯水方面,现在都推荐用EDI,而慢慢淘汰混床。经常有客户问到EDI与混床有什么区别,为使您对混床与EDI的性能有一个较为具体的了解,益民水处理现就混床与EDI进行运行、操作、成本等方面作如下对比分析:

  EDI技术在超纯水生产将由于其突出的优势,将越来越多成为超纯水水处理的首选技术。

(一)
混床与EDI的性能对比:

1)EDI与混床运行对比

混床

  混床在有效的交换周期内,出水水质稳定,其电阻率可达14MΩ,一旦到达失效终点,则电导率会急剧上升,出水水质也随之不稳定。由于其交换周期受操作工的操作水平、再生剂质量、预处理水质以及树脂本身的质量等因素的影响,故存在有效周期时间长短不确定的因素。所以,在反渗透+混床的系统中至少存在两个混床,一用一备,以减小混床突然失效带来的风险。

2)EDI与混床操作对比

EDI

  又称连续电除盐(EDI,Electro deionization或CDI,continuous electrode ionization),是将两种已经成熟的水净化技术--电渗析和离子交换相结合,溶解的盐在低能耗的条件下被去除,在运行过程中不需要化学再生,并且其出水电阻率较混床出水还要高,可达10-18.2MΩ.CM,满足国家电子级水I级标准。

  EDI对一级反渗透出水电导率没有太高的要求,进水电导率在4-30us∕cm其都能够合格产水。可能需增加软化装置,去除水中的钙、镁离子。

  若电导率较高时只需调节运行电流的大小和加药量(氯化钠)的大小。

  属于环保型技术,离子交换树脂不需酸、碱化学再生,节约大量酸、碱和清洗用水,大大降低了劳动强度。更重要的是无废酸、废碱液排放,属于非化学式的水处理系统,它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放。



混床

  混床再生时间比较长,再生中需耗用大量的RO水将混床冲洗合格。混床的设备操作在纯化水系统中是比较复杂的,从一开始的配酸、碱到最后的再生结束最少需经过两个班、多人的配合,劳动强度较大,同时由于混床的交换有效周期的缩短带来了混床的频繁再生,进一步加大了再生时的劳动强度。

  混床再生时操作工需与酸、碱进行接触,是一种危险性的操作,而且再生时虽然操作工穿戴有劳动保护用品,但仍使操作工的人身安全存在一定危险。
 混床再生后的使用有效期与操作工的经验、工作责任心及再生用酸碱的质量有很大的关系,由于其操作大部分靠经验操作,难免会出现混床再生后在备用期内就失效,不能使用的事情。这样就有可能会影响正常生产。

EDI

  EDI是由几个每小时产水量相同的模块组成,根据实际纯水的使用量开启或停止EDI模块,手动操作相对频繁,但操作比较简单,只需开启EDI进水阀门、极水阀门和浓水阀门,以及打开电源同时根据出水水质调节加药量(氯化钠)、电解电压和电流的大小即可,对操作工的责任心要求较高。

3)EDI与混床成本对比

混床
  详见10m3/h反渗透+混床(10MΩ)纯水处理系统运行成本分析表。
  全年一条10m3/h反渗透+混床(10MΩ)纯水处理系统运行成本在350400元左右。

EDI
  详见10m3/h反渗透+EDI(10MΩ)纯水处理系统运行成本分析表。
  全年一条10m3/h反渗透+EDI(10MΩ)纯水处理系统运行成本在334400元左右。

4)EDI与混床对比分析

A、EDI与混床优、缺点分析

优点


混床 
  
1、设备初期投入低
  2、出水水质稳定
  3、预处理要求简单
  4、水的利用率较高   

EDI
  
1、设想周到的堆叠式设
  
2、水质稳定
  
3、无需酸碱再生,无危害性废液排放
  4、连续运行,简单操作
  5、运行费用低
  6、占地面积小
  7、便于安装及保养
  8、水的利用率高

缺点   


混床
  
1、树脂交换容量利用率低、损耗率大
  2、酸碱再生有危险性废液排放
  3、细菌易在床层中繁殖
  
4、阀门较多,操作复杂
  5、运行重量高,占用面积大   

EDI
  1、初期投资较大
  2、 对预处理要求高

二、EDI与混床综合分析


比较项目
混床
EDI
    能
★★
★★★
    作
★★
运行费用
★★★
    保
★★★
    合
一般

  综上所述,对于高纯水系统,无论从产水质量、性能和操作等方面考虑,还是从运行费用和环保等方面考虑,反渗透+EDI工艺都是一个理想的选择。

 

 EDI设备

  

 

 

EDI技术的发展
 
 

 

 

 

图2 混床与EDI模块运行状态的比较
 

 
 
 
扩展阅读:EDI与混床的比较

  EDI相对与混床具有如下的优势:无需再生化学品的再生;不需要中和池及中和的酸碱;地面和高空作业能够极大地减少;所有的水处理系统操作都能够在控制室内完成 – 无需前往现场;减小了EHS风险;连续工作,不是间歇操作,长时间稳定的出水水质;没有废弃树脂污染排放的风险。

3.1无需再生化学品的再生

  无需化学品再生,意味着不需要相关化学品的运输,储存和使用(如图6),也避免了相关的ESH风险,并且大大降低了系统的运行费用。
 

 

图6 化学品的运输,储存和使用过程
 

  
  
3.2 没有中和药剂的需要

  混床再生会生成酸/碱废液,需要用碱/酸对之进行中和处理。

  相比之下,EDI无酸碱废液产生,因此也就不需要酸碱中和池。此外,一般情况下,EDI的浓水可以完全回用;而且极水也可以在气液分离后回用。EDI系统能很好的满足ISO14000的要求。

 

图7 EDI没有中和药剂的需要
 

  
  
3.3 运行成本低

  EDI的运行的费用几乎全部为电耗,成本大幅往往低于混床。以E-Cell MK-3为例,平均产水1吨,其运行所需的电耗仅为0.132~0.396KWhr;而且其运行过程中,几乎不需要人工操作,降低了人工费用。

3.4 水利用率高

  以E-Cell MK-3为例,相比于混床,由于没有化学再生的需要,其系统的水利用率为95~99%,这对于中大型系统、水资源紧缺地区的节水效益尤为明显

3.5 极大地减少了地面和高空作业

   E-cell是EDI模块化设计技术的倡导者和领导者,现在E-cell模块化技术已经成为一种行业标准。这种设计既使得EDI模块及其系统的安装十分简便,不同水量的系统就像搭积木一样方便。

   图8为EDI系统示意图,对于一般的EDI系统而言,其高度在2.25米左右,因此,高空作业也就很少。
 

 

图8 EDI系统示意图
 

  
3.4. 所有的水处理系统操作都能够在控制室内完成 – 无需前往现场

 

图9 EDI系统控制示意图
 

  
  EDI 系统的自动化程度很高,以 E-cell 为例,GE 在欧美具有二十几年的 EDI 系统工程自动化经验,EDI系统所有的操作均可以在中空室完成。这样平时操作,用户不再需要到现场,从而降低了劳动强度。

  
3.5. 连续工作,不是间歇操作,长时间稳定的出水水质


 

  
  
  如图10所示,混床运行过程为间歇运行过程,混床在运行一段时间后,树脂会被穿透,此时产水电阻率会下降,这时就需要对混床进行停机再生,再生后的混床将能继续提供高品质的产水,直到下一次再生。

  如图11所示,EDI运行过程为连续过程,EDI 在运行过程中将能持续不断地提供 10~18Mohm•cm的产水,在运行过程中,几乎不需要人工干预,没有复杂的操作,并不需要化学药品的再生。

 

图12 实际运行的E-Cell系统产水电阻率图
 

  
  
  图12为某实际运行的E-Cell系统产水电阻率,当进水水质发生波动的时候,产水水质能很好的稳定在18Mohm•cm左右。

  当用户要求对二氧化硅,硼,钠等进行控制的时候,EDI相对混床的优势就进一步体现出来。比如,混床运行过程中,常会出现硅先于电阻率穿透的现象,即使产水电阻率合格,但硅已经超过控制标准,这就意味着混床需要更为频繁的再生。

  而E-CellTM率先对二氧化硅出水水质提供了担保,按照其进水中二氧化硅的含量可以提供<5ppb,<10ppb,<20ppb的担保(具体数据清参照表2)
 

表2 E-CellTM对于硅的保证值
 
产水SiO2
Ppb
进水SiO2
Ppb
进水TEA
ppm CaCO3
进水CO2
Ppm
温度
Deg. C
20 ppb
<=500
20
7.5
10
10 ppb
<=250
20
7.5
10
5 ppb
<=150
15
5.0
10


  
EDI对于二氧化硅的去除率相当高,一般在94.6~99.4%之间,图13为实际运行的E-Cell系统对于硅的去处效果。
 


图13 E-Cell系统对于二氧化硅的去除率
 

       
  
3.6设备占地空间更小 

  
相对与混床及其附属设备而言,EDI系统的占地空间更小,下图为的单套17~120t/hr产水量的E-Cell系统占地空间,而对于更大的系统,仅需将系统做相应的延伸或者增加套数即可。 
 

表1标准E-CellTM系统的尺寸
 
产水t/hr
E-cell系统体积(长×宽×高)
90-120
6.2m×2.2m×2.1m
45-110
5.3m×2.2m×2.1m
35-80
4.7m×2.0m×2.1m
20-55
3.3m×1.3m×2.1m
17-41
2.2m×1.3m×2.1m

  
  由表1可见,E-CellTM系统所需要的空间很小,而且对厂房的要求不高。

  此外,其运输和安装重量也较轻。

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